粉末高速鋼高溫力學(xué)性能(粉末高速鋼是什么材料)
本篇文章給大家談?wù)劮勰└咚黉摳邷亓W(xué)性能,以及粉末高速鋼是什么材料對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。
粉末高速鋼多少度會降低硬度
1200℃。粉末高速鋼具有很好的耐高溫性能,需要到1200℃才會降低硬度。粉末高速鋼是一種具有高硬度、 高耐磨性和高耐熱性的工具鋼, 500℃仍能保持高的硬度。
粉末高速鋼的特點
粉末冶金高速工具鋼由于其制造工藝的獨特性, 與鑄鍛高速鋼比較, 具有一系列優(yōu)異性能:
1) 無偏析, 晶粒細(xì)小, 碳化物細(xì)小;
2) 熱加工性好;
3) 可磨削性好;
4) 熱處理變形??;
5) 力學(xué)性能(韌性, 硬度, 高溫硬度)佳;
6) 擴(kuò)大了高速鋼合金含量, 創(chuàng)造了新的超硬高速鋼
7) 擴(kuò)大了使用領(lǐng)域
因此, 粉冶高速鋼作為一種新型鋼類在高速鋼中占有重要的地位。
使用性能
1、良好的磨削性能
2、良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性
3、良好的韌性
4、良好的紅硬性
5、良好的耐磨性
粉末鋼是什么?
是鉻鉬鎢釩粉末高速鋼。
粉末鋼一般是指asp-23粉末鋼,屬于瑞典標(biāo)準(zhǔn),同系列的有ASP 30,ASP 60粉末高速鋼。
特點:高耐磨耗性(抗磨粒磨耗),高抗壓強(qiáng)度,非常好的全硬化性,韌性好,熱處理的尺寸穩(wěn)定性好,抗回火軟化性好。
ASP-23粉末鋼特別適合于薄的被加工材的下料及成形,或模具失效是因為混合磨粒磨損及粘著磨損,或只是磨粒磨損,而且表面產(chǎn)生塑性變形的危險性也高。
擴(kuò)展資料:
粉末冶金制造的ASP-23粉末鋼,其機(jī)械加工性,比一般傳統(tǒng)方法制造的高合金工具鋼還好,熱處理的尺寸穩(wěn)定性也比較好,而且容易預(yù)測。更由于其高硬度,高韌性及高溫回火的特性,特別適合表面處理,如PVD鍍鈦。
ASP-23粉末鋼特別適合碳化鈦、氮化鈦表層鍍膜。因為ASP-23粉末鋼的碳化物分布非常均勻,使鍍膜的結(jié)合更好,并減少模具硬化過程的尺寸改變。由于結(jié)合高強(qiáng)度及高認(rèn)讀,使ASP-23粉末鋼成為更理想的鍍膜基材。
參考資料:
百度百科_asp-23粉末鋼
高速鋼有何特點?
高速鋼
1.概述
高速鋼又名風(fēng)鋼或鋒鋼,意思是淬火時即使在空氣中冷卻也能硬化,并且很鋒利。它是一種成分復(fù)雜的合金鋼,含有鎢、鉬、鉻、釩等碳化物形成元素。合金元素總量達(dá)10~25%左右。它在高速切削產(chǎn)生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度,HRC能在60以上。這就是高速鋼更主要的特性——紅硬性。而碳素工具鋼經(jīng)淬火和低溫回火后,在室溫下雖有很高的硬度,但當(dāng)溫度高于200℃時,硬度便急劇下降,在500℃硬度已降到與退火狀態(tài)相似的程度,完全喪失了切削金屬的能力,這就限制了碳素工具鋼制作切削工具用。而高速鋼由于紅硬性好,彌補(bǔ)了碳素工具鋼的致命缺點,可以用來制造切削工具。
高速鋼的熱處理工藝較為復(fù)雜,必須經(jīng)過退火、淬火、回火等一系列過程。退火的目的是消除應(yīng)力,降低硬度,使顯微組織均勻,便于淬火。退火溫度一般為860~880℃。淬火時由于它的導(dǎo)熱性差一般分兩階段進(jìn)行。先在800~850℃預(yù)熱(以免引起大的熱應(yīng)力),然后迅速加 熱到淬火溫度1220~1250℃,后油冷。工廠均采用鹽爐加熱。淬火后因內(nèi)部組織還保留一部分(約30%)殘余奧氏體沒有轉(zhuǎn)變成馬氏體,影響了高速鋼的性能。為使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步提高硬度和耐磨性,一般要進(jìn)行2~3次回火,回火溫度560℃,每次保溫1小時。
(1)生產(chǎn)制造方法:通常采用電爐生產(chǎn),近來曾采用粉末冶金方法生產(chǎn)高速鋼,使碳化物呈極細(xì)小的顆粒均勻地分布在基體上,提高了使用壽命。
(2)用途:用于制造各種切削工具。如車刀、鈷頭、滾刀、機(jī)用鋸條及要求高的模具等。
2.主要生產(chǎn)廠
我國大連鋼廠、重慶鋼廠、上海鋼廠是生產(chǎn)高速鋼的主要生產(chǎn)廠。
3.主要進(jìn)口生產(chǎn)
我國主要從日本、俄羅斯、德國、巴西等國進(jìn)口。
4.種類
有鎢系高速鋼和鉬系高速鋼兩大類。鎢系高速鋼有W18Cr4V,鉬系高速鋼有W6Mo5Cr4V2等。
5.規(guī)格和外觀質(zhì)量
規(guī)格主要有圓鋼和方鋼。鋼材的表面要加工良好,不得有肉眼可見的裂紋、折疊、結(jié)疤和發(fā)紋。冷拔鋼材表面應(yīng)潔凈、光滑、無夾雜和氧化皮等。
高速鋼是一種含多量碳(C)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等元素的高合金鋼,熱處理后具有高熱硬性。當(dāng)切削溫度高達(dá)600℃以上時,硬度仍無明顯下降,用其制造的刀具切削速度可達(dá)每分鐘60米以上,而得其名。高速鋼按化學(xué)成分可分為普通高速鋼及高性能高速鋼,按制造工藝可分為熔煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。
普通高速鋼
圖一: 高速鋼是制造形狀復(fù)雜、磨削困難的刀具的主要材料。
普通高速鋼可滿足一般需求。常見的普通高速鋼有兩種,鎢系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。
鎢系高速鋼
典型牌號為W18Cr4V,熱處理硬度可達(dá)63-66HRC,抗彎強(qiáng)度可達(dá)3500MPa,可磨性好。
鎢鉬系高速鋼
典型牌號為W6Mo5Cr4V2,目前正在取代鎢系高速鋼,具有碳化物細(xì)小分布均勻,耐磨性高,成本低等一系列優(yōu)點。熱處理硬度同上,抗彎強(qiáng)度達(dá)4700MPa,韌性及熱塑性比w18Cr4V提高50%。常用于制造各種工具,例如鉆頭、絲錐、銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等,可以滿足加工一般工程材料的要求。只是它的脫碳敏感性稍強(qiáng)。
另一牌號的普通高速鋼為W9Mo3Cr4V,這是中國近幾年發(fā)展起來的新品種。強(qiáng)度及熱塑性略高于W6Mo5Cr4V2,硬度為HRC63-64,與韌性相配合,容易軋制、鍛造,熱處理工藝范圍寬,脫碳敏感性小,成本更低。這三個牌號的普通高速鋼在中國市場的比例分別為:W18Cr4V,16.5%;W6Mo5Cr4V2,69%;W9Mo3Cr4V,11%。
高性能高速鋼
高性能高速鋼具有更好的硬度和熱硬性,這是通過改變高速鋼的化學(xué)成分,提高性能而發(fā)展起來的新品種。它具有更高的硬度、熱硬性,切削溫度達(dá)攝氏650度時,硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性為普通高速鋼的1.5-3倍,適用于制造加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金、高強(qiáng)度鋼等難加工材料的刀具。
主要品種有4種,分別為高碳系高速鋼、高釩系高速鋼、含鈷系高速鋼和鋁高速鋼。
高碳系高速鋼
牌號為9w18Cr4V,因含碳量高(0.9%),故硬度、耐磨性及熱硬性都比較好。用其制造的刀具在切削不銹鋼、耐熱合金等難加工材料時,壽命顯著提高,但其抗彎強(qiáng)度為3000MPa,沖擊韌性較低,熱處理工藝要求嚴(yán)格。
高釩系高速鋼
牌號有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美國牌號M3),含釩量達(dá)3-4%,使耐磨性大大提高,但隨之帶來的是可磨性變差。高釩系高速鋼的使用及發(fā)展還需要依賴于磨削工藝及砂輪技術(shù)的發(fā)展。
鈷高速鋼
牌號有W2Mo9Cr4VCo8(美國牌號M42)。其特點為:含釩量不高(1%),含鈷量高(8%),鈷能促使碳化物在淬火加熱時更多地溶解在基體內(nèi),利用高的基體硬度來提高耐磨性。這種高速鋼硬度、熱硬性、耐磨性及可磨性都很好。熱處理硬度可達(dá)67-70HRC,但也有采取特殊熱處理方法,得到67-68HRC硬度,使其切削性能(特別是間斷切削)得到改善,提高沖擊韌性。鈷高速鋼可制成各種刀具,用于切削難加工材料效果很好,又因其磨削性能好,可制成復(fù)雜刀具,國際上用得很普遍。但中國鈷資源缺乏,鈷高速鋼價格昂貴,約為普通高速鋼的5-8倍。
鋁高速鋼
牌號為W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入鋁(Al)和硅(Si)、鈮(Nb)元素,來提高熱硬性、耐磨性。適合中國資源情況,價格較低。熱處理硬度可達(dá)到68HRC,熱硬性也不錯。但是這種鋼易氧化及脫碳,可塑性、可磨性稍差,仍需改進(jìn)。國際市場上高性能高速鋼使用量已經(jīng)超過普通高速鋼25-30%。
本站注:按照通常的國際標(biāo)準(zhǔn),只有含鈷量在2%以上的高速鋼才稱為高性能高速鋼,代號為HSS-E。其它如鋁高速鋼等,雖然性能較普通高速鋼有所提高,但尚未有證據(jù)表明可以達(dá)到鈷高速鋼的同等性能。
粉末冶金高速鋼
圖二:粉末冶金高速鋼及其制品。
近幾年來高速鋼的更大變革就是發(fā)展了粉末冶金高速鋼,它的能優(yōu)于熔煉高速鋼。用高壓氬氣或氮氣霧化熔融高速鋼水,得到細(xì)小高速鋼粉末,篩選后為0.4mm以下的顆粒;在真空(0.04Hg)狀態(tài)下,密閉燒結(jié)達(dá)到密度65%;再在1100℃高溫、300MPa高壓下制成密度的鋼坯,然后鍛軋成鋼材,這樣有效地解決了熔煉高速鋼在鑄錠時要產(chǎn)生粗大碳化物偏析的問題,而它無論截面多大,其碳化物級別均為一級。碳化物晶粒極細(xì),小于0.002mm,而熔煉高速鋼碳化物晶粒為0.008-0.02mm。
牌號為CPM T15的粉末冶金高速鋼,它的強(qiáng)度、韌性分別是同化學(xué)成分的熔煉高速鋼的2倍及2.5倍。盡管含釩量達(dá)5%,但由于碳化物晶粒細(xì),可磨性依然很好。高溫?zé)嵊捕纫脖热蹮捀咚黉撎岣?.5-1HRC。
又由于其物理機(jī)械性能高度各向同性,淬火變形小。碳化物顆粒均勻分布的表面較大,不易從刀具的切削刃上剝落,小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍,大尺寸刀具提高20-30%。
粉末冶金高速鋼具有良好的力學(xué)性能,適合制造:間斷切削條件下易崩刃的刀具、強(qiáng)度高而切削刃又必須鋒利的刀具,如插齒刀、滾刀、銑刀,高壓動載荷下使用的刀具。
它的碳化物偏析小,晶粒細(xì),可磨性好,適合制造:大尺寸刀具、精密刀具、復(fù)雜刀具。這類材料的高溫?zé)嵊捕雀?,又適合制造難加工材料所用的刀具,確實是面面俱到。
粉末冶金高速鋼生產(chǎn)過程較復(fù)雜,造價較高。中國鋼廠提供的品種較少,市場用量也很少。國際上鋼廠如美國Crucible公司已可提供近二十種粉末冶金高速鋼,日本神戶制鋼所、日立金屬公司均可提供近十種粉末冶金高速鋼,供應(yīng)量也在迅速增長。日本的OSG公司用粉末冶金高速鋼制造了鉆頭、銑刀、絲錐,NACHI公司制造了滾刀、插齒刀、剃齒刀。有理由相信技術(shù)性能高的粉末冶金高速鋼將會得到更廣泛的應(yīng)用,為金屬加工業(yè)帶來新的發(fā)展。
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